【正文】 序依據(jù)的原則是：先低后高，先小后大。按照上面的流程，我們就做出來一塊 PCB 電路板了。鉆孔完后，用細(xì)砂紙把覆在線路板上的墨粉打磨掉，用清水把線路板清洗干凈。依據(jù)電子元件管腳的粗細(xì)選擇不同的鉆針，在使用鉆機(jī)鉆孔時(shí)，線路板一定要按穩(wěn)，鉆機(jī)速度不能開的過慢。（6）線路板鉆孔。然后就可以腐蝕了，等線路板上暴露的銅膜完全被腐蝕掉時(shí)，將線路板從腐蝕液中取出清洗干凈，這樣一塊線路板就腐蝕好了。（5）腐蝕線路板,回流焊機(jī)。一般來說經(jīng)過 23 次轉(zhuǎn)印，電路板就能很牢固的轉(zhuǎn)印在覆銅板上。（4）轉(zhuǎn)印電路板。（3）預(yù)處理覆銅板。在其中選擇打印效果最好的制作線路板。 PCB 制作 當(dāng)通過 PROTEL 繪制出完整的電路原理圖后，就可以按照繪制好的原理圖制作 PCB了，具體步驟如下：（1）打印電路板。其具有的打印功能，可以輕松修改打印設(shè)置控制打印結(jié)果。新增的層堆棧管理功能，可以設(shè)計(jì) 32 個(gè)信號層，16 個(gè)地電層，16 個(gè)機(jī)械層。Protel 99SE 采用數(shù)據(jù)庫的管理方式。因此在 PROTEL 上對原理圖進(jìn)行了繪制，從而得出了最終的完整電路原理圖[附錄 1]。在前面已分析了系統(tǒng)并繪制了框圖，并根據(jù)框圖分別設(shè)計(jì)了各部分電路。對于 DS18B20 寫 0 時(shí)序和寫 1 時(shí)序的要求不同，當(dāng)要寫 0 時(shí)序時(shí)，單總線要被拉低至少 60us，保證 DS18B20能夠在 15us 到 45us 之間能夠正確地采樣 IO 總線上的“0”電平，當(dāng)要寫 1 時(shí)序時(shí)，單總線被拉低之后，在 15us 之后就得釋放單總線。DS18B20在完成一個(gè)讀時(shí)序過程，至少需要60us才能完成。DS18B20的復(fù)位時(shí)序: 圖42 DS18B20復(fù)位時(shí)序圖DS18B20 的讀時(shí)序:對于DS18B20的讀時(shí)序分為讀0時(shí)序和讀1時(shí)序兩個(gè)過程。和DS18B20間的任何通訊都需要以初始化序列開始。協(xié)議包括幾種單線信號類型：復(fù)位脈沖、存在脈沖、寫0、寫1 、讀0和讀1。 （5）執(zhí)行或數(shù)據(jù)讀寫：一個(gè)存儲器操作指令結(jié)束后則將進(jìn)行指令執(zhí)行或數(shù)據(jù)的讀寫，這個(gè)操作要視存儲器操作指令而定。 Read Power Supply（工作方式切換）[B4H]：此指令發(fā)出后發(fā)出讀時(shí)間隙，芯片會返回它的電源狀態(tài)字， “0”為寄生電源狀態(tài)， “1”為外部電源狀態(tài)。另外，此指令將在芯片上電復(fù)位時(shí)將被自動(dòng)執(zhí)行。 Recall EEPROM（將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM）[B8H]：此指令將EEPROM中的報(bào)警值復(fù)制到RAM中的第4個(gè)字節(jié)里。此后由于芯片忙于溫度轉(zhuǎn)換處理，當(dāng)控制器發(fā)一個(gè)讀時(shí)間隙時(shí)，總線上輸出“0” ，當(dāng)儲存工作完成時(shí)，總線將輸出“1” 。在寄生工作方式時(shí)必須在發(fā)出此指令后立刻超用強(qiáng)上拉并至少保持10MS，來維持芯片工作。 Copy Scratchpad （將RAM數(shù)據(jù)復(fù)制到EEPROM中）[48H]：此指令將RAM中的數(shù)據(jù)存入EEPROM中，以使數(shù)據(jù)掉電不丟失。 Read Scratchpad （從RAM中讀數(shù)據(jù)）[BEH]：此指令將從RAM中讀數(shù)據(jù)，讀地址從地址0開始，一直可以讀到地址9，完成整個(gè)RAM數(shù)據(jù)的讀出。 Write Scratchpad （向RAM中寫數(shù)據(jù)）[4EH]：這是向RAM中寫入數(shù)據(jù)的指令，隨后寫入的兩個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù)將會被存到地址2（報(bào)警RAM之TH）和地址3（報(bào)警RAM之TL） 。（4）控制器發(fā)送存儲器操作指令：在ROM指令發(fā)送給18B20之后，緊接著（不間斷）就是發(fā)送存儲器操作指令了。其主要目的是為了分辨一條總線上掛接的多個(gè)器件并作處理。只要芯片不掉電，報(bào)警狀態(tài)將被保持，直到再一次測得溫度值達(dá)不到報(bào)警條件為止。 Search ROM（搜索芯片）[F0H]: 在芯片初始化后，搜索指令允許總線上掛接多芯片時(shí)用排除法識別所有器件的64位ROM。 Skip ROM（跳躍ROM指令）[CCH]: 這條指令使芯片不對ROM編碼做出反應(yīng)，在單總線的情況之下，為了節(jié)省時(shí)間則可以選用此指令。Match ROM（指定匹配芯片）[55H]: 這個(gè)指令后面緊跟著由控制器發(fā)出了64位序列號，當(dāng)總線上有多只DS18B20時(shí)，只有與控制發(fā)出的序列號相同的芯片才能做出反應(yīng)，其它芯片將等待下一次復(fù)位。各自功能如下： Read ROM（讀ROM）[33H] （方括號中的為16進(jìn)制的命令字）: 這個(gè)命令允許總線控制器讀到DS18B20的64位ROM。至此，通信雙方已經(jīng)達(dá)成了基本的協(xié)議，接下來將會是控制器與18B20間的數(shù)據(jù)通信。當(dāng)18B20接到此復(fù)位信號后則會在15～60us后回發(fā)一個(gè)芯片的存在脈沖。 溫度信息的采集通過DS18B20單線總線的所有執(zhí)行處理都從一個(gè)初始化序列開始?？臻e模式下，CPU 停止工作，允許 RAM、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。 AT89S52 具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能： 8k 字節(jié) Flash，256 字節(jié) RAM，32 位 I/O 口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè) 6 向量 2 級中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。片上 Flash 允許程序存儲器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。AT89S52 具有以下的特點(diǎn):主要性能 ● 與 MCS51 單片機(jī)產(chǎn)品兼容 ● 8K 字節(jié)在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器 ● 1000 次擦寫周期 ● 全靜態(tài)操作：0Hz～33Hz ● 三級加密程序存儲器 ● 32 個(gè)可編程 I/O 口線 ● 三個(gè) 16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器 ● 八個(gè)中斷源 ● 全雙工 UART 串行通道 ● 低功耗空閑和掉電模式 ● 掉電后中斷可喚醒 ● 看門狗定時(shí)器 ● 雙數(shù)據(jù)指針 ● 掉電標(biāo)識符 AT89S52 是一種低功耗、高性能 CMOS8 位微控制器，具有 8K 在系統(tǒng)可編程 Flash 存儲器。 單片機(jī)模塊AT89S52 是 ATMEL 公司生產(chǎn)的低功耗，高性能 CMOS8 位單片機(jī)，片內(nèi)含 8k bytes 的可系統(tǒng)編程的 Flash 只讀程序存儲器，器件采用 ATMEL 公司的高密度、非易失性存儲技術(shù)生產(chǎn)，兼容標(biāo)準(zhǔn) 8051 指令系統(tǒng)及引腳，它集 Flash 存儲器既可在線編輯（ISP）也可用傳統(tǒng)方法進(jìn)行編輯及通用 8 位微處理器于單片芯片中，功能強(qiáng)大AT89S52 單片機(jī)可為您提供許多高性價(jià)比的應(yīng)用場合?！?2 蜂鳴器的電路圖形符號：蜂鳴器在電路中用字母“H”或“HA” （舊標(biāo)準(zhǔn)用“FM” 、○ 3“LB”、 “JD”等）表示。 蜂鳴器模塊蜂鳴器模塊是本設(shè)計(jì)中體現(xiàn)人機(jī)交互的又一大設(shè)計(jì)亮點(diǎn)，其電路原理圖如下圖：圖 310 蜂鳴器模塊（1）蜂鳴器的介紹蜂鳴器的作用：蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣○ 1泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、電話機(jī)、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。雖然 Tack Switch 有 4 個(gè)引腳，但實(shí)際上，其內(nèi)部只有一對 a 接點(diǎn)，即其中兩個(gè)引腳是內(nèi)部相連通的，而另外兩個(gè)引腳內(nèi)部也是相連通的。當(dāng)我們按下按鈕時(shí)，其中的接點(diǎn)接通（或切斷） ，放開按鈕后，接點(diǎn)恢復(fù)為切斷（或接通） 。 獨(dú)立鍵盤模塊鍵盤是人與萬年歷實(shí)現(xiàn)信息交互的接口，本設(shè)計(jì)中，我們采用 3 個(gè)獨(dú)立鍵盤，電路原理如下圖 39：圖 39 獨(dú)立鍵盤當(dāng)按鍵按下，與主控芯片連接的端口被降為低電平，按鍵松開則也升為高電平。 顯示模塊本設(shè)計(jì)顯示模塊主要采用 LCD12864 液晶顯示器，其電路原理圖如下：圖 35 LCD12864 模塊LCD12864 液晶顯示器通過數(shù)據(jù)端口也即端口 7～14 與主控芯片 AT89S52 的 I/O 端口P3 相連接實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與指令的傳輸，再通過控制端口 RS、RW、EN 也即端口 4～6 與主控芯片 ， 端口相接實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)和指令傳輸?shù)目刂?。EEPROM 非易失性記憶體，用于存放長期需要保存的數(shù)據(jù)，上下限溫度報(bào)警值和校驗(yàn)數(shù)據(jù)，DS18B20共3位EEPROM，并在RAM都存在鏡像，以方便用戶操作。第8個(gè)字節(jié)為計(jì)數(shù)寄存器，是為了讓用戶得到更高的溫度分辨率而設(shè)計(jì)的，同樣也是內(nèi)部溫度轉(zhuǎn)換、計(jì)算的暫存單元。在上電復(fù)位時(shí)其值將被刷新。DS18B20共64位ROM， RAM 數(shù)據(jù)暫存器，用于內(nèi)部計(jì)算和數(shù)據(jù)存取，數(shù)據(jù)在掉電后丟失，DS18B20共9個(gè)字節(jié)RAM，每個(gè)字節(jié)為8位。DS18B20共有三種形態(tài)的存儲器資源,分別是：ROM 只讀存儲器，用于存放DS18B20ID編碼，其前8位是單線系列編碼（DS18B20的編碼是19H） ，后面48位是芯片唯一的序列號，最后8位是以上56位的CRC碼（冗余校驗(yàn)） 。 DS18B20 的工作原理DS18B20的溫度檢測與數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)輸出全集成于一個(gè)芯片之上，從而抗干擾力更強(qiáng)。 DS18B20 的主要特征：1）DS18B20 的主要特征：? ①全數(shù)字溫度轉(zhuǎn)換及輸出； ??? ②先進(jìn)的單總線數(shù)據(jù)通信； ??? ③最高12位分辨率，℃； ????④12 位分辨率時(shí)的最大工作周期為750毫秒； ????⑤ 可選擇寄生工作方式； ????⑥ 檢測溫度范圍為–55℃——+125℃； ????⑦ 內(nèi)置EEPROM，限溫報(bào)警功能； ????⑧64 位光刻ROM，內(nèi)置產(chǎn)品序列號，方便多機(jī)掛接； ????⑨ 多樣封裝形式，適應(yīng)不同硬件系統(tǒng)。信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20 或從DS18B20 送出，因此從單片機(jī)到 DS18B20 僅需一條線連接即可。這是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。設(shè)計(jì)中的測溫元件采用的是 DS18B20 測溫元件,DS18B20 是由 DALLAS(達(dá)拉斯)公司生產(chǎn)的一種溫度傳感器。在本設(shè)計(jì)中，它的實(shí)際電路圖如圖 32 所示：圖 32 DS1302 與單片機(jī)的連接DS1302 需要外接 的晶振，1 號引腳接主電源 VCC（5V）電源，8 號引腳接備用電池（3V） ，當(dāng)主電源掉電后，備用電源為 DS1302 提供電源，維持 DS1302 內(nèi)數(shù)據(jù)不丟失，這正是時(shí)鐘芯片所必須的特性。DS1302 用于數(shù)據(jù)記錄，特別是對某些具有特殊意義的數(shù)據(jù)點(diǎn)的記錄上，能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)與出現(xiàn)該數(shù)據(jù)的時(shí)間同時(shí)記錄。采用 晶振。3 系統(tǒng)硬件電路設(shè)計(jì) 系統(tǒng)功能模塊劃分根據(jù)系統(tǒng)功能要求，可大致畫出系統(tǒng)所需硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖 31 所示：圖 31 系統(tǒng)功能模塊圖主控模塊采用性價(jià)比較高的 AT89S52 單片機(jī)芯片，在其內(nèi)部燒寫好程序，可通過程序的運(yùn)行控制測溫模塊進(jìn)行測溫；測溫模塊主要是由 DS18B20 構(gòu)成，將其與所測對象進(jìn)行接觸即可獲取被測對象的溫度數(shù)據(jù)，而所測得的溫度和時(shí)鐘芯片測得的實(shí)時(shí)日歷將通過顯示模塊的液晶顯示器以數(shù)字形式顯示；單片機(jī)調(diào)用程序，讀取 DS1302 內(nèi)寄存器，可以得到萬年歷的時(shí)間數(shù)據(jù)，經(jīng)過程序處理就可以輸出在 LCD 上；鍵盤電路可對實(shí)時(shí)日歷進(jìn)行調(diào)整；蜂鳴器可以在鬧鐘定時(shí)中，作為聲音提醒。 電路設(shè)計(jì)最終方案確定最終選擇單片機(jī) AT89S52 作為主控制器；選擇 LCD12864 型液晶作為顯示模塊，此模塊可以顯示字母、數(shù)字符號、中文字型及圖形，具有繪圖及文字畫面混合顯示功能；選擇采用 DS1302 時(shí)鐘芯片,使程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒，即農(nóng)歷陽歷時(shí)間的顯示。信息經(jīng)過單線接口送入 DS18B20 或從 DS18B20 送出，因此從單片機(jī)到 DS18B20 僅需一條線連接即可。這是世界上第一片支持“一線總線”接口的溫度傳感器。超小的體積，超低的硬件開消，抗干擾能力強(qiáng)，精度高，附加功能強(qiáng)，使得 DS18B20 更受歡迎。方案二：采用 DS18B20 溫度傳感器。 使用熱敏電阻作為傳感器，用熱敏電阻與一個(gè)相應(yīng)阻值電阻相串聯(lián)分壓，利用熱敏電阻阻值隨溫度變化而變化的特性，采集這兩個(gè)電阻變化的分壓值，并進(jìn)行 A/D 轉(zhuǎn)換。由于半導(dǎo)體熱敏電阻有獨(dú)特的性能，所以在應(yīng)用方面它不僅可以作為測量元件（如測量溫度、流量、液位等） ，還可以作為控制元件（如熱敏開關(guān)、限流器）和電路補(bǔ)償元件。熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成，利用的原理是溫度引起電阻變化。 溫度傳感器的選擇方案和論證方案一：采用熱敏電阻作為溫度傳感器。采用 DS1302 只需要寫出驅(qū)動(dòng)程序，調(diào)用程序讀出寄存器內(nèi)數(shù)據(jù)經(jīng)過簡單的變換就可以輸出萬年歷的數(shù)據(jù)。采用三線接口與 CPU 進(jìn)行同步通信，并可采用突發(fā)方式一次傳送多個(gè)字節(jié)的時(shí)鐘信號或 RAM 數(shù)據(jù)。采用雙電源供電（主電源和備用電源） ，可設(shè)置備用電源充電方式，提供了對后背電源進(jìn)行涓細(xì)電流充電的能力。方案二：采用 DS1302 時(shí)鐘芯片。使用程序?qū)崿F(xiàn)年、月、日、星期、時(shí)、分、秒計(jì)數(shù)。單片機(jī)集成度高、功能強(qiáng)、可靠性高、體積小、功耗低、使用方便、價(jià)格低廉等一系列優(yōu)點(diǎn)，單片機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域已從面向工業(yè)控制、通訊、交通、智能儀表等迅速發(fā)展到家用消費(fèi)產(chǎn)品、辦公自動(dòng)化、汽車電子、PC 機(jī)外圍以及網(wǎng)絡(luò)通訊等廣大領(lǐng)域。經(jīng)過綜合比較最終選擇方案一，即選擇 LCD12864 液晶顯示屏。它采用低電壓掃描驅(qū)動(dòng)，具有：耗電少、使用壽命長、成本低、亮度高、故障少、視角大、可視距離遠(yuǎn)等特點(diǎn)。LED 應(yīng)用可分為兩大類：一是 LED 單管應(yīng)用，包括背光源LED，紅外線 LED 等；另外就是 LED 顯示屏，目前，中國在 LED 基礎(chǔ)材料制造方面與國際還存在著一定的差距，但就 LED 顯示屏而言，中國的設(shè)計(jì)和生產(chǎn)技術(shù)水平基本與國際同步。LCD12864 液晶可以完成設(shè)計(jì)的要求 。由該